表观遗传编辑技术突破:基因标记精准清除乙肝病毒,慢性乙肝治愈迎来新曙光
一项发表于《自然》的研究显示,科学家利用表观遗传编辑技术,通过向乙肝病毒DNA添加抑制性标记,成功在细胞模型中清除了病毒。该技术不切割DNA,而是沉默病毒基因表达,避免了传统基因编辑的脱靶风险。这一突破为全球2.96亿慢性乙肝感染者提供了潜在的功能性治愈路径,并可能重塑抗病毒治疗格局,推动表观遗传疗法从罕见病向常见感染领域延伸。
2026年9月23日,《自然》杂志刊登了一项由跨国研究团队完成的突破性成果:利用表观遗传编辑技术,通过向乙肝病毒(HBV)的共价闭合环状DNA(cccDNA)添加抑制性组蛋白标记,成功在肝细胞模型中实现了病毒的长期沉默与清除。cccDNA是乙肝病毒在肝细胞核内形成的稳定微型染色体,是慢性感染难以根除的核心原因。现有核苷(酸)类似物和干扰素疗法可抑制病毒复制,但无法清除cccDNA库,患者往往需要终身服药。该研究首次证实,不改变DNA序列的表观遗传修饰即可永久关闭病毒基因表达,为功能性治愈甚至彻底清除病毒提供了全新范式。
从技术原理看,这项工作的核心在于将表观遗传编辑工具精准靶向cccDNA。研究团队采用了一种融合蛋白,包含可识别特定DNA序列的锌指蛋白(ZFP)或转录激活因子样效应物(TALE)结构域,以及能够催化组蛋白H3赖氨酸9三甲基化(H3K9me3)的甲基转移酶结构域。H3K9me3是经典的抑制性染色质标记,能够招募异染色质蛋白1(HP1),导致局部染色质凝缩,从而沉默基因转录。与CRISPR-Cas9等核酸酶型基因编辑不同,该策略不引发DNA双链断裂,因此不会激活p53介导的DNA损伤反应,也避免了因非同源末端连接修复可能导致的插入缺失突变或染色体大片段重排。在安全性上,表观遗传编辑具有可逆性和更低的脱靶风险,因为即使编辑工具结合到非靶标位点,其产生的组蛋白修饰通常不会对基因表达造成永久性影响,且修饰可随细胞分裂逐渐稀释。实验中,研究人员在HBV感染的HepG2-NTCP细胞模型及人原代肝细胞中,单次递送编辑蛋白后,cccDNA上的H3K9me3水平显著升高,病毒RNA、DNA及表面抗原(HBsAg)水平下降超过90%,且沉默效应持续至细胞传代后数周。更关键的是,当联合使用核苷类似物恩替卡韦时,表观遗传编辑可进一步清除残留的病毒颗粒,实现血清学转换的模拟。
这一成果对行业格局的冲击是多维度的。首先,在乙肝治疗赛道,全球约有2.96亿慢性感染者,每年约82万人死于肝硬化和肝癌。目前一线疗法核苷类似物年销售额超百亿美元,但需终身服药,患者依从性和耐药问题突出。表观遗传编辑若进入临床,可能将治疗范式从长期抑制转变为有限疗程的功能性治愈,直接颠覆现有市场。吉利德、葛兰素史克等巨头的在研乙肝新药多集中于衣壳抑制剂、TLR激动剂或治疗性疫苗,而表观遗传编辑属于全新的“表观沉默”机制,一旦成药,将形成降维打击。其次,在基因编辑工具领域,CRISPR 2.0正从切割转向碱基编辑、先导编辑和表观编辑,Beam Therapeutics、Verve Therapeutics等公司已布局表观遗传编辑用于心血管疾病和罕见病。此次在病毒感染中的成功验证,将加速表观遗传编辑平台向传染性疾病、持续性病毒感染(如HIV、疱疹病毒)的拓展,吸引更多资本涌入。再者,递送技术成为关键瓶颈。该研究使用脂质纳米颗粒(LNP)递送mRNA编码的编辑蛋白,但肝脏靶向性虽好,如何确保编辑工具高效进入感染肝细胞核并持久表达仍需优化。这也将利好LNP技术平台公司如Moderna、Acuitas,以及新型病毒载体如AAV的工程化改造。
展望后续,值得关注的信号包括:第一,体内动物模型数据,尤其是HBV转基因小鼠或人肝嵌合小鼠模型中cccDNA清除效率及安全性,这是向临床转化的关键门槛。第二,编辑工具的免疫原性问题,融合蛋白可能引发中和抗体,影响重复给药,需开发免疫沉默的蛋白变体或调节方案。第三,联合治疗策略的探索,例如与治疗性疫苗或免疫检查点抑制剂联用,可能打破免疫耐受,实现更高比例的功能性治愈。第四,监管科学层面,表观遗传编辑作为新型治疗模态,其长期表观遗传效应、跨代遗传风险及脱靶评估标准尚属空白,FDA和EMA将如何制定审评框架,将影响整个赛道的推进速度。最后,从更宏大的视角看,这项技术标志着人类对基因调控的操控从“改写”迈向“重编程”,未来或可应用于代谢性疾病、神经退行性疾病等复杂慢性病,开启表观基因组医学的新纪元。